Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

Presentazione sul tema: "Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica"— Transcript della presentazione:

1 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Temperatura e Calore 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

2 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Le prima macchine termiche (a vapore) furono inventate nel 17° secolo. Intorno al 2000 la più recente innovazione sui motori termici: il COMMON RAIL per i Motori Diesel (dr. Ricco, laureato in Fisica all’Università di Bari, Centro Ricerche Alimentazione Motori Elasis, FIAT di Bari). 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

3 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Perché un ciclo chiuso? Le macchine termiche lavorano in modo ciclico perché devono produrre LAVORO in modo continuativo. Ogni macchina termica contiene un fluido, detto fluido motore. Il fluido motore deve subire un ciclo di trasformazioni che lo riporti allo stato iniziale. 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

4 Rendimento di una Macchina Termica
Definizione: Rendimento di una macchina termica 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

5 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
La macchine termiche sono dispositivi che scambiano calore con l’ambiente e producono lavoro. Più precisamente: Una Macchina Termica è un sistema che compiendo un ciclo chiuso di trasformazioni, converte energia termica in energia meccanica. 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

6 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
La macchine termiche sono dispositivi che scambiano calore con l’ambiente e producono lavoro. Più precisamente: Una Macchina Termica è un sistema che compiendo un ciclo chiuso di trasformazioni, converte energia termica in energia meccanica. 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

7 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Motori termici 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

8 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Ciclo di CARNOT 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

9 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Ciclo di CARNOT Il ciclo di Carnot è composta da: Una espansione isoterma (ab), calore assorbito QA, temperatura TA Una espansione adiabatica (bc) Una compressione isoterma (cd), calore assorbito QB, temperatura TB Una compressione adiabatica (da) Per calcolare il rendimento è necessario calcolare i lavori (fatto e subito) ed i calori (assorbito e ceduto) ed usare le relazione pV = cost (isoterme) e le eqs di Poisson (adiabatiche). 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

10 Rendimento del Ciclo di CARNOT -1-
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11 Rendimento del Ciclo di CARNOT -2-
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12 Rendimento del Ciclo di CARNOT -3-
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13 Rendimento del Ciclo di CARNOT -4-
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14 Teorema di CARNOT (senza dimostrazione)
Nessuna macchina termica può avere un rendimento maggiore di quello di una macchina reversibile che operi fra le stesse temperature. Le macchine reversibili operanti fra le stesse temperature hanno lo stesso rendimento. Abbiamo già calcolato il rendimento del Ciclo di Carnot: Quindi h è il MASSIMO RENDIMENTO OTTENIBILE per una macchina termica che opera tra TB e TA. 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

15 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Ciclo Frigorifero Serve per trasferire calore dalla sorgente fredda (TB) a quella calda (TA) 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

16 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Ciclo Frigorifero 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

17 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Pompa di Calore 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

18 Secondo Principio della Termodinamica
E’ impossibile realizzare una macchina termica che, lavorando ciclicamente, trasformi in lavoro meccanico il calore scambiato con un’unica sorgente (Enunciato di Kelvin-Planck) 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

19 Secondo Principio della Termodinamica
E’ impossibile realizzare una macchina termica che, lavorando ciclicamente, dia come unico risultato il trasferimento di calore da un corpo a temperatura inferiore ad una altro a temperatura più elevata. (Enunciato di Clausius) I due enunciati sono equivalenti 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica

20 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica
Esercizi Calcolare il lavoro per i cicli di trasformazione: ABCA (orario) ABCDA (orario) ADCA (antiorario) 16/11/2018 Macchine termiche e Secondo Principio della Termodinamica